太陽光エネルギーは、歴史上のいかなるエネルギー技術よりも速く成長しており、2050年までに世界全体で化石燃料を完全に置き換えることが見込まれています。
太陽光エネルギーの手頃さが増していることは、気候変動を迅速に緩和するための最大の好機をもたらしています。
ここでは、気候変動との闘いにおける太陽光エネルギーの変革的な影響を示す4つのグラフをご紹介します。
昨年、世界が新たに建設した太陽光発電の設備容量は、他のすべての電源を合わせたものを上回りました。
太陽光は現在、歴史上のいかなるエネルギー技術よりもはるかに速いペースで成長しています。どれほど速いのでしょうか。2050年より前に、世界経済全体から化石燃料を完全に置き換えられるほどの速さです。
安価な太陽光の成長が続いていることは、気候変動を急速に緩和するための最善の希望です。
太陽光発電の総設備容量は、昨年初めて1テラワット（1,000ギガワット）を超えました。この分野は年間およそ20%のペースで成長しています。このペースが続けば、2031年頃に6テラワットに達するでしょう。設備容量で見ると、これは石炭、ガス、原子力、水力を合わせた総量を上回る規模になります。
新たに建設される化石燃料の火力発電所は、今やますます減少しています。世界の既存設備が老朽化するにつれ、その大半は今世紀半ばまでに廃止されるでしょう。
オーストラリアが道を切り拓く
オーストラリアが世界の再生可能エネルギーの先駆者であると聞けば、意外に思われるかもしれません。ほとんどの太陽光パネルは、オーストラリアで開発されたPERC技術を使用しています。
一人当たりの太陽光・風力発電量で上位の国はすべてヨーロッパにありますが、オーストラリアは例外です。オーストラリアでは、安価であるため、新規発電設備容量の99%を現在では太陽光と風力が占めています。
しかし、ヨーロッパの国々とは異なり、オーストラリアは国境を越えて電力を融通することができません。
その代わりに、オーストラリアは州の境界を越えて電力を融通することで、急速に増加する太陽光と風力の導入量に対応しなければなりません。これは比較的容易であることが証明されつつあります。太陽光と風力は、国内の電力市場の31%の割合に達しており、その間も送電網は安定しています。
すでに、3つの州または準州では再生可能エネルギーの導入率が非常に高くなっています。首都特別地域（ACT）は、自らの使用量の100%を賄うのに十分な再生可能エネルギーを建設または購入しています。タスマニア州も水力と風力のおかげで再生可能エネルギー100%を実現しており、他州への輸出のためにこれを倍増させることを目指しています。また、南オーストラリア州はまもなく、再生可能エネルギーで稼働する世界初のギガワット規模の送電網になる予定です。現在、同州は太陽光と風力から約70%の電力を調達しています。
これはオーストラリアの立地条件から重要な意味を持ちます。世界人口の80%と同様に、私たちは低緯度から中緯度の地域に暮らしており、冬でも日照に恵まれています。つまり、私たちが開拓または試験する手法は、ほぼすべての他の国々でも容易に採用できるということです。
太陽光が遍在する時代は、私たちをどこへ導くのでしょうか。
太陽光発電の設備容量は、数十年にわたり年間20%の割合で成長してきました。
世界経済から化石燃料を排除することは容易です。太陽光と風力によるクリーンな電力を使って、あらゆるものを電化すればよいのです。これには次のものが含まれます。
従来型の自動車に代わる電気自動車
家庭や事業所で、ガスによる暖房や給湯器に代わる電気ヒートポンプ
工場で、ガスバーナーに代わる電気炉
水の電気分解によりグリーン水素を製造し、化学工業でアンモニア、金属、プラスチック、合成航空燃料をクリーンに生産できるようにすること。
家庭、産業、車両を電力で稼働させるためには、電力生産量を2倍にする必要があります。なぜそれ以上ではないのでしょうか。電気は通常、エネルギーを生み出す際の効率がはるかに高いためです。例えば、車に入れたガソリンの85%は熱として失われています。
化学工業が盛んな国では、電力生産量を3倍にする必要があるかもしれません。
これらの傾向が続けば、今世紀半ばまでに、私たちは全く異なる、そしてより良いエネルギー社会に生きていることになるでしょう。
インドネシア、インド、中国、ナイジェリアなどの人口大国を含め、多くの開発途上国は、一人当たりのエネルギー消費量の点で、ヨーロッパやオーストラリアに追いつく可能性があります。電力消費量は豊かさと強い相関関係にあるため、安価な電力へのアクセスは多くの国々にとって大きな恩恵となるでしょう。
しかし、それは可能なのでしょうか。
2050年までに、地球の人口は約100億人に達するでしょう。すべての人々に良い生活を送るのに十分な電力を供給するには、年間約2,000億メガワット時（年間200,000テラワット時に相当）が必要になります。
太陽光が脱炭素化の大部分を担い、その作業の3分の2を完了し、残りの3分の1を風力、水力、その他すべてを合わせたものが担うと仮定しましょう。それは可能でしょうか。
はい。太陽光の年間20%の成長率が持続すれば、2050年までに80テラワットの設備容量に到達するのは容易であり、これは年間130,000テラワット時の電力を供給するのに十分な規模です。（風力の助けを借りれば）豊かな世界を完全に脱炭素化することも可能です。
その場合、世界の電力消費量は一人当たり年間20メガワット時に達するでしょう。これはオーストラリアの現在の一人当たり消費量の2倍です。
温室効果ガスの排出の大部分をなくすだけでなく、自動車の排気ガス、煙突、都市のスモッグ、炭鉱、灰捨て場、石油流出、石油関連の戦争、そしてガスのフラッキングもなくすことができます。
短期的な主な障害は、十分な送電線を建設することと、十分な数の技術者と設置作業員を確保することであると考えられます。
私たちには空間と原材料があります
長期的には、太陽光の大規模な導入を妨げる制約はほとんどありません。
太陽は今後数十億年にわたって輝き続けるでしょう。太陽光パネルの原材料は豊富にあります。砂から得られるシリコンや、鋼鉄のような一般的な金属です。有害な金属や、コバルトのような重要な原材料は含まれておらず、これらはリサイクルの可能性が非常に高いものです。エネルギー貯蔵は現在、解決済みの課題です。
ほとんどの国は、エネルギーを自給自足するのに必要な量をはるかに上回る太陽光と風力の資源を持っています。これにより、戦争、パンデミック、気候変動に直面した際のレジリエンスが高まるでしょう。
日本のような、自由に使える土地がほとんどない人口密集地域、ヨーロッパ、そして米国北東部には、膨大な洋上風力資源があります。一方、日本、ヨーロッパ、米国北東部には、膨大な洋上風力資源があります。一方、インドネシアと西アフリカには、膨大な洋上太陽光資源があります。穏やかな熱帯の海に浮かぶ太陽光発電所を想像してみてください。
私たちには十分な空間があります。80テラワットの太陽光は、一人当たり8キロワットに相当します。これはオーストラリアの一般的な屋根置き太陽光発電システムの規模であり、通常は個人ではなく家族で共有されています。
必要な太陽光パネルの面積は、1キロワットあたり約5平方メートルです（8キロワットの場合、合計40平方メートル）。一部のパネルは住宅の屋根に設置されます。その他は地上設置型の太陽光追尾装置に設置され、農業と並行して運用されます。一部の作物や草地では、パネルによる部分的な日陰の恩恵を受けることができます。その他の選択肢としては、湖や海に浮かべることも含まれます。
オーストラリアのエネルギー集約的な生活を支えるためには、一人当たり太陽光と風力で約15キロワットが必要になるかもしれません。これらは30年間信頼性高く稼働し、その後は解体してリサイクルすることができます。
1950年代、原子力推進派は、エネルギーが安すぎて計量する必要がなくなる未来について語りました。原子力ではそのようなことは実現しませんでした。しかし太陽光は、資源、環境、社会的な制約を最小限に抑えながら、永続的に利用できる安価で無限のエネルギーを提供します。
